六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

doi:10.3969/j.issn.1001-1935.2022.01.007

耐火材料 ›› 2022, Vol. 56 ›› Issue (1): 29-33.DOI: 10.3969/j.issn.1001-1935.2022.01.007

六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

向兴¹⁾(), 韩兵强¹⁾(), 魏佳炜¹⁾, 苗正²⁾

1)武汉科技大学省部共建耐火材料与冶金国家重点实验室湖北武汉 430081
2)唐山国亮特殊耐火材料有限公司河北唐山 063000

收稿日期:2021-03-11 出版日期:2022-02-15 发布日期:2022-02-24
通讯作者: 韩兵强,男,1973年生,博士,教授。E-mail:hbqref@wust.edu.cn
作者简介:向兴:男,1996年生,硕士研究生。E-mail: Xiangxingxx@qq.com
基金资助:
2019年唐山市科技计划重点项目(19140207F)

Effect of calcium hexaluminate addition on properties of MgO-C refractories

Xiang Xing¹⁾(), Han Bingqiang¹⁾(), Wei Jiawei¹⁾, Miao Zheng²⁾

1)The State Key Laboratory of Refractories and Metallurgy,Wuhan University of Science and Technology,Wuhan 430081,Hubei,China

Received:2021-03-11 Online:2022-02-15 Published:2022-02-24
Contact: Han Bingqiang

摘要/Abstract

摘要：

为提高MgO-C耐火材料的寿命,以电熔镁砂(5~3、3~1、≤1、≤0.074 mm)、鳞片石墨(≤0.15 mm)、Si粉(≤0.044 mm)、Al粉(≤0.044 mm)、六铝酸钙(≤0.044 mm)为原料,以热固性酚醛树脂为结合剂,以 150 MPa 压力机压成型制备了MgO-C砖试样。试样经过1 200、1 400 ℃保温3 h埋碳处理,研究了六铝酸钙加入量(质量分数分别为0、3%、6%、9%)对MgO-C耐火材料性能的影响。结果表明:六铝酸钙加入量(w)为3%时,试样的常温物理性能和抗渣侵蚀性能最好。六铝酸钙的加入能促进高温下颗粒间的烧结反应,在耐火材料内部生成镁铝尖晶石,有利于提升材料的抗折强度和耐压强度;与熔渣反应生成复合尖晶石的同时,释放出Al₂O₃,增加液相熔渣的黏度,提高MgO-C耐火材料的抗侵蚀性能。

关键词: 六铝酸钙, MgO-C耐火材料, 抗渣侵蚀性

Abstract:

In order to improve the service life,the MgO-C brick specimens were prepared using the fused magnesia (5-3,3-1,≤1 mm and ≤0.074 mm),flake graphite (≤0.15 mm),Si powder (≤0.044 mm),Al powder (≤0.044 mm) and calcium hexaluminate (≤0.044 mm) as raw materials and the thermosetting phenolic resin (PF5323) as the binder,mechanical pressing under 150 MPa,then carbon embedded firing at 1 200 and 1 400 ℃ for 3 h,respectively.Effects of calcium hexaluminate additions (0,3%,6%,and 9%,by mass) on the properties of MgO-C refractories were researched.The results show that:as the addition of calcium hexaluminate is 3%,the specimen performs the best cold physical properties and slag corrosion resistance.The addition of calcium hexaluminate can accelerate the sintering among particles at high temperatures,forming magnesium aluminate spinel in the refractories,improving the MOR and the crushing strength.Meanwhile,Al₂O₃ is formed,which increases the viscosity of liquid molten slag,improving the corrosion resistance of MgO-C refractories.

Key words: calcium hexaluminate, magnesia-carbon refractories, slag corrosion resistance

中图分类号:

TQ175

向兴, 韩兵强, 魏佳炜, 苗正. 六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响[J]. 耐火材料, 2022, 56(1): 29-33.

Xiang Xing, Han Bingqiang, Wei Jiawei, Miao Zheng. Effect of calcium hexaluminate addition on properties of MgO-C refractories[J]. Refractories, 2022, 56(1): 29-33.

图/表 12

参考文献 8

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原料	w/%
原料	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	TiO₂	IL
六铝酸钙	0.69	88.35	0.99	7.60	1.42	0.075	0.55	0.01	0.27
电熔镁砂	0.98	0.17	0.69	1.15	96.51	<0.01	<0.01	<0.01	0.49

原料	w/%
原料	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	CaO	MgO	K₂O	Na₂O	TiO₂	IL
六铝酸钙	0.69	88.35	0.99	7.60	1.42	0.075	0.55	0.01	0.27
电熔镁砂	0.98	0.17	0.69	1.15	96.51	<0.01	<0.01	<0.01	0.49

项目		0CA	3CA	6CA	9CA
线变化率/%	1 200 ℃	0.09	0.47	0.54	0.53
线变化率/%	1 400 ℃	0.17	0.36	0.55	0.57
体积密度/ (g·cm^-3)	220 ℃	2.94	2.94	2.90	3.07
	1 200 ℃	2.92	2.91	2.90	2.87
	1 400 ℃	2.93	2.94	2.93	2.89
显气孔率/%	220 ℃	6.8	7.1	8.4	7.7
	1 200 ℃	12.0	12.3	12.7	13.4
	1 400 ℃	12.3	11.0	11.6	13.2
常温抗折强度/MPa	220 ℃	15.4	19.9	19.9	19.7
	1 200 ℃	3.2	5.1	5.4	5.4
	1 400 ℃	6.3	8.1	6.9	6.8
常温耐压强度/MPa	220 ℃	56.2	61.2	63.8	61.0
	1 200 ℃	29.2	36.5	35.0	29.0
	1 400 ℃	32.0	42.6	42.5	36.3

项目		0CA	3CA	6CA	9CA
线变化率/%	1 200 ℃	0.09	0.47	0.54	0.53
线变化率/%	1 400 ℃	0.17	0.36	0.55	0.57
体积密度/ (g·cm^-3)	220 ℃	2.94	2.94	2.90	3.07
	1 200 ℃	2.92	2.91	2.90	2.87
	1 400 ℃	2.93	2.94	2.93	2.89
显气孔率/%	220 ℃	6.8	7.1	8.4	7.7
	1 200 ℃	12.0	12.3	12.7	13.4
	1 400 ℃	12.3	11.0	11.6	13.2
常温抗折强度/MPa	220 ℃	15.4	19.9	19.9	19.7
	1 200 ℃	3.2	5.1	5.4	5.4
	1 400 ℃	6.3	8.1	6.9	6.8
常温耐压强度/MPa	220 ℃	56.2	61.2	63.8	61.0
	1 200 ℃	29.2	36.5	35.0	29.0
	1 400 ℃	32.0	42.6	42.5	36.3

区域	x/%
区域	Mg	Al	Si	Ca	Fe
点1	18.48	64.27	—	—	17.24
点2	17.61	63.01	—	—	19.37
点3	—	32.30	43.01	22.34	2.35

六铝酸钙加入量对MgO-C耐火材料性能的影响

Effect of calcium hexaluminate addition on properties of MgO-C refractories

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原料		w/%
原料		0CA	3CA	6CA	9CA
电熔镁砂	5~3 mm	18	18	18	18
	3~1 mm	30	30	30	30
	≤1 mm	22	22	22	22
	≤0.074 mm	20	17	14	11
鳞片石墨	≤0.15 mm	7	7	7	7
Si粉	≤0.044 mm	1.5	1.5	1.5	1.5
Al粉	≤0.044 mm	1.5	1.5	1.5	1.5
六铝酸钙	≤0.044 mm	0	3	6	9
酚醛树脂(外加)		4	4	4	4

区域	x/%
区域	Mg	Al	Si	Ca	Fe
点1	2.36	1.57	7.67	86.43	1.98
点2	5.93	7.76	35.82	34.67	15.81
点3	49.59	—	41.8	4.14	4.46
点4	27.64	71.53	—	0.83	—
点5	56.22	42	—	0.56	1.22
点6	12.65	16.55	42.97	27.83	—
点7	14.02	14.12	43.82	26.65	1.39
点8	21.4	47.79	20.04	10.77	—
点9	99.22	—	—	—	0.78

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